研削装置
【課題】中心から外周に向けて徐々に厚くなるように保護膜を被覆する保護膜被覆機構を備えるとともに、被加工物を均一な厚みに研削することができる研削装置を提供する。
【解決手段】被加工物１０を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブル５３２と、研削手段と、研削送り手段と、支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させて支持面に保護膜２１０を被覆する保護膜形成手段とを具備する研削装置であって、保護膜２１０の厚みを計測する厚み計測手段と、対面態を調整する対面状態調整手段と、保護膜２１０の厚み情報を記憶するメモリを備え、厚み情報に基づいて対面状態調整手段を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、保護膜２１０の厚み情報に基づいて保護膜２１０の外周から中心に至る勾配を求め、外周から中心に至る勾配とチャックテーブル５３２の円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて対面状態調整手段を制御する。
【解決手段】被加工物１０を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブル５３２と、研削手段と、研削送り手段と、支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させて支持面に保護膜２１０を被覆する保護膜形成手段とを具備する研削装置であって、保護膜２１０の厚みを計測する厚み計測手段と、対面態を調整する対面状態調整手段と、保護膜２１０の厚み情報を記憶するメモリを備え、厚み情報に基づいて対面状態調整手段を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、保護膜２１０の厚み情報に基づいて保護膜２１０の外周から中心に至る勾配を求め、外周から中心に至る勾配とチャックテーブル５３２の円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて対面状態調整手段を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の板状の被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護膜を形成した後に被研削面を研削する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。
【０００３】
研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削手段とを具備している。この研削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールとを具備している。このような研削装置によってウエーハの裏面である被研削面を研削する場合には、被研削面と反対側の支持面に保護テープを貼着し、この保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削する。
【０００４】
しかるに、保護テープは厚みが均一ではなく、従って被加工物の支持面に貼着された保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削すると、被加工物を均一な厚みに研削することができないという問題がある。また、被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護テープを貼着し、この保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削した後、保護テープを被研削面と反対側の支持面から剥離する際に研削されて薄くなったウエーハが損傷する場合がある。
【０００５】
上述した問題を解消するために、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を被覆して固化させることにより保護膜を形成し、この保護膜側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削する研削方法が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を被覆する方法としては、回転する被加工物の中心部に液状樹脂を滴下し、この滴下された液状樹脂を遠心力によって外周に向けて移動させるスピンコート法であるため、保護膜の厚みが被加工物の中心から外周に向けて徐々に厚くなっている。このように中心から外周に向けて徐々に厚くなっている保護膜が被覆された被加工物の被研削面を研削すると、中央部が凹状になるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物の被研削面と反対側の支持面に中心から外周に向けて徐々に厚くなるように保護膜を被覆する保護膜被覆機構を備えるとともに、保護膜が被覆された被加工物を均一な厚みに研削することができる研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削面を有する研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに保持された被加工物に対して研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、
該被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された該保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、
該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、
該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該対面状態調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報に基づいて該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配を求め、該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配と該チャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて該対面状態調整手段を制御する、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【００１０】
上記制御手段は、メモリに記憶された厚み情報に基づいて該保護膜の厚みが厚くなるに従って被加工物の外周縁が中心より先に研削ホイールの研削面に当接するように補正することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による研削装置においては、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、チャックテーブルの円錐状の保持面と研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、厚み計測手段によって計測された保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて対面状態調整手段を制御する制御手段とを具備し、制御手段は厚み計測手段によって計測された保護膜の厚み情報に基づいて保護膜の上面における外周から中心に至る勾配を求め、保護膜の上面における外周から中心に至る勾配とチャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて対面状態調整手段を制御するので、保護膜形成手段によって被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜が中心から外周に向けて徐々に厚くなるように形成されても被加工物の厚みを均一に研削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って構成された研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構の斜視図。
【図３】図２に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブル支持機構の平面図。
【図４】図２に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブルの断面図。
【図５】図１に示す研削装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図６】被加工物としてのウエーハの斜視図。
【図７】図１に示す研削装置に装備される保護膜形成手段によって実施される保護膜形成工程の説明図。
【図８】図１に示す研削装置に装備される厚み計測手段によって実施される厚み計測工程の説明図。
【図９】図８に示す厚み計測工程によって計測されたウエーハの支持面に形成された保護膜の厚みを示す説明図。
【図１０】保護膜が被覆されたウエーハをチャックテーブルの保持面に保持した状態を示す断面図。
【図１１】図１に示す研削装置において実施する対面状態調整工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に従って構成された研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図１に示す研削装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１５】
研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１６】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための回転駆動手段としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター３２４が設けられている。このマウンター３２４の下面に研削ホイール３２５が装着される。研削ホイール３２５は、環状の基台３２６と該基台３２６の下面に環状に装着された研削砥石３２７とからなっており、環状の基台３２６がマウンター３２４に締結ボルト３２８によって取付けられる。
【００１７】
図１に示す研削装置は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向に移動せしめる研削送り手段４を備えている。この研削送り手段４は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００１８】
図１および図２を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、移動基台５１と、該移動基台５１上にチャックテーブル支持機構５２によって支持されたチャックテーブル５３を含んでいる。移動基台５１は、主部２１の後半部に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に配設されており、後述するチャックテーブル機構移動手段５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４と上記スピンドルユニット３２を構成する研削ホイール３２５の研削砥石３２７と対向する研削域２５との間で移動せしめられる。
【００１９】
チャックテーブル支持機構５２は、チャックテーブル支持板５２１と、該チャックテーブル支持板５２１上に配設されチャックテーブル５３を回転可能に支持する円筒部材５２２と、チャックテーブル支持板５２１を移動基台５１上に支持する支持手段５２３と具備している。支持手段５２３は、図３に示すように３つの支持部５２４a、５２４b、５２４cによって支持する３点支持機構からなっている。第１の支持部５２４aは支点部となっており、第２の支持部５２４bと第３の支持部５２４cは可動部となっている。可動部である第２の支持部５２４bおよび第３の支持部５２４cは、図２に示すように上下位置調節手段５２５および５２６によって支持されている。上下位置調節手段５２５および５２６は、例えばパルスモータと該パルスモータによって作動せしめられるスクリュー機構からなっている。従って、上下位置調節手段５２５および５２６をそれぞれ作動し第２の支持部５２４bおよび第３の支持部５２４cの高さ位置を調節することにより、チャックテーブル５３の姿勢、即ち後述するチャックテーブル５３の保持面と上記研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の下面である研削面との対面状態を調整することができる。従って、上下位置調節手段５２５および５２６を含む支持手段５２３は、チャックテーブル５３の保持面と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する。
【００２０】
次に、チャックテーブル５３について、図４を参照して説明する。
図４に示すチャックテーブル５３は、円柱状のチャックテーブル本体５３１と、該チャックテーブル本体５３１の上面に配設された円形状の吸着保持チャック５３２とからなっている。チャックテーブル本体５３１は、ステンレス鋼等の金属材によって形成されており、上面に円形の嵌合凹部５３１aが形成されており、この嵌合凹部５３１aの底面外周部に環状の載置棚５３１bが設けられている。そして、嵌合凹部５３１aに無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着保持チャック５３２が嵌合される。このようにチャックテーブル本体５３１の嵌合凹部５３１aに嵌合された吸着保持チャック５３２は、上面である保持面５３２aが図４において誇張して示すように回転中心P１を頂点として円錐形に形成されている。この円錐形に形成された保持面５３２aは、その半径をRとし、頂点の高さをHとすると、外周から中心に至る勾配（H/R）が図示の実施形態においては０．０００２に設定されている。なお、図示の実施形態においては、吸着保持チャック５３２の直径が２００mm(半径R：１００mm)、高さHが２０μmに設定されている。このように設定されたチャックテーブル５３の保持面５３２aにおける外周から中心に至る勾配（H/R）は、後述する制御手段のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶される。また、チャックテーブル本体５３１には、嵌合凹部５３１aに連通する連通路５３１cが形成されており、この連通路５３１cが図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着保持チャック５３２の上面である保持面５３２a上に被加工物を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより被加工物は保持面５３２a上に吸引保持される。このように構成されたチャックテーブル５３は、図２に示す円筒部材５２２内に配設されたサーボモータ５４によって回転せしめられる。
【００２１】
図２を参照して説明を続けると、図示の研削装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿ってチャックテーブル５３の上面である保持面と平行に矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル機構移動手段５６を具備している。チャックテーブル機構移動手段５６は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記移動基台５１に設けられたねじ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると移動基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると移動基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図１における被加工物搬入・搬出域２４と研削域２５に選択的に位置付けられる。
【００２２】
図１に基づいて説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記被加工物搬入・搬出域２４に対して一方の側に配設され研削加工前の被加工物および研削加工後の被加工物を収容するカセット１１と、該カセット１１と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され被加工物の中心合わせを行う中心合わせ手段１２と、被加工物搬入・搬出域２４に対して他方の側に配設され研削加工後の被加工物を洗浄するためのスピンナー洗浄手段１３と、カセット１１内に収納された被加工物を中心合わせ手段１２に搬送するとともにスピンナー洗浄手段１３で洗浄された被加工物をカセット１１に搬送する被加工物搬送手段１４と、中心合わせ手段１２上に載置され中心合わせされた被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に搬送する被加工物搬入手段１５と、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に載置されている研削加工後の被加工物をスピンナー洗浄手段１３に搬送する被加工物搬出手段１６を具備している。
【００２３】
図示の実施形態における研削装置は、図１において装置ハウジング２の主部２１の左下部に配設され被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護膜を形成する保護膜形成手段７を具備している。この保護膜形成手段７は、被加工物を保持するスピンナーテーブル７１と、該スピンナーテーブル７１を回転駆動する電動モータ７２と、スピンナーテーブル７１に保持された被加工物の支持面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段７３と、被加工物の支持面に被覆された樹脂保護膜を固化させるための保護膜固化手段７４とからなっている。スピンナーテーブル７１は、円盤状の基台７１１とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック７１２とからなっており、吸着保持チャック７１２の上面（保持面）に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２４】
液状樹脂供給手段７３は、液状樹脂を収容する液状樹脂収容容器７３１と、該液状樹脂収容容器７３１の下端に接続されたノズル７３２と、液状樹脂収容容器７３１を支持する容器支持部材７３３を具備している。容器支持部材７３３は、電動モータ７３４によって回動せしめられ、液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２をスピンナーテーブル７１に中心軸上の液状樹脂供給位置と、スピンナーテーブル７１から退避する待機位置に位置付ける。
【００２５】
保護膜固化手段７４は、図示の実施形態においては紫外線照射器７４１と、該紫外線照射器７４１を支持する支持ロッド７４２とからなっている。なお、支持ロッド７４２は図示しない回動機構によって矢印で示すように適宜回動せしめられ、紫外線照射器７４１をスピンナーテーブル７１の上方位置である照射位置と、スピンナーテーブル７１から退避する待機位置に位置付けるように構成されている。
【００２６】
図１を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記保護膜形成手段７を構成するスピンナーテーブル７１上において、被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜の厚みを計測する厚み計測手段８を具備している。厚み計測手段８は、図示の実施形態においては上記保護膜固化手段７４の支持ロッド７４２に紫外線照射器７４１と反対側に突出して装着されている。この厚み計測手段８は、非接触式の厚み計測器からなり、例えば浜松ホトニクス株式会社によって製造販売されている「Optical NanoGauge：形式C11627」を用いることができる。
【００２７】
図示の実施形態における研削装置は、図５に示す制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、厚み計測手段８等から検出信号が入力されるとともに、ハウジング２の前部に配設された入力手段９６から上記液状樹脂供給手段７３の液状樹脂収容容器７３１に収容される液状樹脂の種類等が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記回転スピンドル３２２を回転駆動するための電動モータ３２３、研磨送り手段４のパルスモータ４４、チャックテーブル５３を回転駆動するためのサーボモータ５４、チャックテーブル機構移動手段５６のサーボモータ５６２、保護膜形成手段７を構成するスピンナーテーブル７１を回転駆動する電動モータ７２、液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４、厚み計測手段８、中心合わせ手段１２、スピンナー洗浄手段１３、被加工物搬送手段１４、被加工物搬入手段１５、被加工物搬出手段１６等に制御信号を出力する。
【００２８】
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上述した研削装置によって被加工物としてのウエーハを研削するには、図６に示す研削加工前のウエーハ１０が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置する。なお、図６に示す研削加工前のウエーハ１０は、例えば厚みが７００μmのシリコンウエーハからなり、表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２が形成されている。このように形成されたウエーハ１０は、裏面１０bを研削して所定の厚み(例えば、１００μm)に形成される。従って、被加工物としてのウエーハ１０は、裏面１０bが被研削面となり、該被研削面と反対側の表面１０ａが支持面となる。なお、ウエーハ１０は、表面１０ａを上側にしてカセット１１に収容される。
【００２９】
上述したように研削加工前のウエーハ１０が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置し、研削開始スイッチ（図示せず）が投入されると、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動してカセット１１に収容されている研削前のウエーハ１０の裏面１０bをハンド１４１によって吸引保持し、カセット１１から搬出して保護膜形成手段７のスピンナーテーブル７１にウエーハ１０の裏面１０b側（被研削面側）を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル７１上にウエーハ１０を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０は、図７の(a)に示すように被研削面と反対側の支持面である表面１０ａが上側となる。このようにしてスピンナーテーブル７１上にウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して図７の(a)に示すように液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２をスピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０の中心部に位置付け、液状樹脂供給手段７３を作動してノズル７３２から例えば硫酸と過酸化水素水からなる洗浄液によって溶解するレジスト膜等の液状樹脂２００を所定量滴下する。この液状樹脂２００は、加熱または紫外線を照射すると固化する樹脂が用いられる。なお、液状樹脂２００の滴下量は、図示の実施形態においてはウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成される保護膜の厚みが１０μm程度になるように設定されている。このようにして液状樹脂２００を滴下したならば、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２を図１に示す待機位置に位置付ける。次に、制御手段９はスピンナーテーブル７１を図７の(a)において矢印で示す方向に３００〜１０００rpmの回転速度で所定時間（例えば１分間）回転する。この結果、図７の(b)に示すようにウエーハ１０の表面１０aの中央領域に滴下された液状樹脂２００は、遠心力によって外周部まで流動しウエーハ１０の支持面である表面１０ａを被覆し、保護膜２１０を形成する。このようにしてウエーハ１０の支持面である表面１０ａに保護膜２１０を形成したならば、制御手段９は保護膜固化手段７４を作動して紫外線照射器７４１を図７の(b)に示すようにスピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０の上方に位置付け、紫外線照射器７４１から紫外線を照射することによりウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０を固化せしめる（保護膜形成工程）。このようにしてウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０は、上述したように中央領域に滴下された液状樹脂２００を遠心力によって外周部まで流動するために、図７の(c)に誇張して示すように表面２１０aが凹状に窪み、厚みが中心から外周に向けて徐々に厚くなっている。
【００３０】
上述したように保護膜形成工程を実施したならば、ウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の外周部と中心の厚みを計測する厚み計測工程を実施する。即ち、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して厚み計測手段８を図８において実線で示すようにウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の外周縁部に位置付ける。このようにして保護膜２１０の外周縁部に位置付けられた厚み計測手段８は、保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)を検出し、厚み信号を制御手段９に送る。また、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して厚み計測手段８を図８において２点鎖線で示すようにウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の中心に位置付ける。このようにして保護膜２１０の中心に位置付けられた厚み計測手段８は、保護膜２１０の中心の厚み(t2)を検出し、厚み信号を制御手段９に送る。制御手段９は、厚み計測手段８から送られた保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)と中心の厚み(t2)情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。そして、制御手段９は、保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)から中心の厚み(t2)を減算して保護膜２１０の表面２１０aにおける凹状の窪みの深さ(D)を求める（D＝t1−t2）。このようにして保護膜２１０の表面２１０aにおける凹状の窪みの深さ(D)を求めたならば、制御手段９は保護膜２１０が被覆されたウエーハ１０の半径（R）と深さ(D)から勾配（D/R）を求め、この勾配（D/R）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。なお、図９にはウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０に形成された保護膜２１０の外周縁部および中心部の厚みおよび保護膜２１０の表面２１０aの外周から中心に至る勾配（D/R）が示されている。図９示す実施形態においては、外周縁の厚み(t1)が１０μｍ、保護膜２１０は中心の厚み(t2)が７μｍで、深さDが３μｍとなる。従って、ウエーハ１０の半径（R）を１００mｍとすると、勾配（D/R＝０．００３／１００)は０．００００３となる。
【００３１】
上述したように厚み計測工程を実施したならば、制御手段９はスピンナーテーブル７１によるウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動してスピンナーテーブル７１上に載置されている保護膜形成工程が実施されたウエーハ１０の裏面１０bをハンド１４１によって吸引保持し、更にハンド１４１を１８０度反転することによりウエーハ１０の上下を反転して裏面１０bを上側にした状態で中心合わせ手段１２に搬送する。従って、中心合わせ手段１２に搬送されたウエーハ１０は、被研削面である裏面１０bが上側となる。そして、制御手段９は中心合わせ手段１２を作動して、搬送された研削前のウエーハ１０の中心合わせを行う。次に、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動して、中心合わせ手段１２によって中心合わせされた研削加工前のウエーハ１０の裏面１０bを吸引保持し、上記搬入・搬出領域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に搬送する。このとき、ウエーハ１０は、支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０側がチャックテーブル５３上に載置され、被研削面である裏面１０bが上側となる。このようにして、搬入・搬出領域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に載置された研削前のウエーハ１０は、図示しない吸引手段が作動することによって図１０に示すようにチャックテーブル５３上に保護膜２１０を介して吸引保持される。このようにしてチャックテーブル５３上に保護膜２１０を介して吸引保持された研削加工前のウエーハ１０は、図示の実施形態においては円錐形状をなしている。即ち、チャックテーブル５３の保持面５３２aの勾配（H/R）が０．０００２で、保護膜２１０の凹状の表面２１０aにおける勾配（D/R）が０．００００３であるため、チャックテーブル５３の保持面５３２a上に保護膜２１０を介して吸引保持された研削前のウエーハ１０の上面である被加工面（裏面１０b）は、図１０に示すように円錐形状をなしている。
【００３２】
チャックテーブル５３上に研削加工前のウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９はチャックテーブル機構移動手段５６を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、研削域２５に位置付ける。次に、制御手段９はチャックテーブル５３の保持面５３２aに保持されたウエーハ１０の被加工面（裏面１０b）と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施する。この対面状態調整工程は、上記チャックテーブル５３の保持面５３２aの上記勾配（H/R）とウエーハ１０の支持面である表面１０aに被覆された保護膜２１０の上記勾配（D/R）および保護膜２１０の厚みに基づいて、上記チャックテーブル５３の保持面と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段５２５および５２６を含む支持手段５２３を作動することによって実施する。チャックテーブル５３の保持面５３２aと研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の下面である研削面とは基本的に平行になるように位置付けられているので、チャックテーブル５３の保持面５３２aの勾配（H/R）とウエーハ１０の支持面である表面１０aに被覆された保護膜２１０の勾配（D/R）との差分を補正するように対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段５２５および５２６を調整することにより、ウエーハ１０の上面（裏面１０b）と研削砥石３２７の下面である研削面とを平行に位置付ることができる。しかるに、保護膜２１０は研削ホイール３２５の研削面である研削砥石３２７の下面が押圧すると圧縮するため、保護膜２１０の厚みが厚い程圧縮量が増大する。従って、図１１に示すように保護膜２１０の厚みに対応して保護膜２１０の厚みが厚くなるに従ってウエーハ１０の被研削面である上面（裏面１０b）の外周縁が中心より先に研削ホイール３２５の研削面である研削砥石３２７の下面に当接するように上下位置調節手段５２５および５２６を調整して補正する。なお、保護膜２１０の厚みに対応した補正値は、保護膜２１０を形成する樹脂の種類によって圧縮量が異なるため、樹脂の種類と厚みに対応した値を実験的に求め、この実験的に求めた樹脂の種類と厚みに対応した補正値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶しておく。そして、制御手段９は、上記保護膜形成工程において用いた樹脂の種類と、上記厚み計測工程において計測した保護膜２１０の厚みに基づいて上記対面状態調整工程を実施する。
【００３３】
上述したように対面状態調整工程を実施したならば、制御手段９はウエーハ１０を保持したチャックテーブル５３を矢印５３aで示す方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動し回転スピンドル３２２を回転して研削ホイール３２５を矢印３２５aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、上記研削送り手段４のパルスモータ４４を正転駆動して研削ユニット３を下降即ち前進せしめる。このとき、チャックテーブル５３の中心即ちウエーハの中心を研削ホイール３２５の複数の研削砥石３２７が通過する位置に位置付ける。そして、研削送り手段４のパルスモータ４４を正転駆動して研削ユニット３を下降即ち前進せしめ、研削ホイール３２５の複数の研削砥石３２７をウエーハ１０の裏面（上面）に所定の荷重で押圧する。この結果、ウエーハ１０の裏面（上面）が均一に研削され、ウエーハ１０は均一な厚みに研削される（研削工程）。
【００３４】
上記のようにして研削工程を実施したならば、制御手段９は研削送り手段４のパルスモータ４４を逆転駆動してスピンドルユニット３２を所定位置まで上昇させるとともにサーボモータ３２３の回転を停止して研削ホイール３２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル５３の回転を停止する。
【００３５】
次に、制御手段９は図２に示すチャックテーブル機構移動手段５６を作動してチャックテーブル５３を矢印２３ｂで示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域２４（図１参照）に位置付ける。このようにしてチャックテーブル５３を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けたならば、制御手段９はチャックテーブル５３によるウエーハ１０の吸引保持を解除し、ウエーハ搬出手段１７を作動して研削加工が実施されたウエーハ１０をチャックテーブル５３から搬出してスピンナー洗浄手段１３に搬送する。
【００３６】
上述したように被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上から搬出されスピンナー洗浄手段１３に搬送されたウエーハ１０は、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１４よってカセット１１の所定位置に収納される。
【００３７】
上述したようにカセット１１の所定位置に収納されウエーハ１０は保護膜除去工程に搬送され、表面１０aに被覆された保護膜２１０が例えば硫酸と過酸化水素水からなる洗浄液によって除去される。なお、保護膜除去手段を上述した研削装置の例えば被加工物搬入・搬出域２４とスピンナー洗浄手段１３の間に配設してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２５：研削ホイール
３２７：研削砥石
４：研削送り手段
５：チャックテーブル機構
５２：チャックテーブル支持機構
５２５、５２６：上下位置調節手段
５３： チャックテーブル
５３１：チャックテーブル本体
５３２：吸着保持チャック
５３２a：保持面
５６：チャックテーブル機構移動手段
１１：カセット
１２：中心合わせ手段
１３：スピンナー洗浄手段
１４：被加工物搬送手段
１５：被加工物搬入手段
１６：被加工物搬出手段
７：保護膜形成手段
７１：スピンナーテーブル
７３：液状樹脂供給手段
７３１：液状樹脂収容容器
７３２：ノズル
７４：保護膜固化手段
７４１：紫外線照射器
８：厚み計測手段
９：制御手段
１０：ウエーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の板状の被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護膜を形成した後に被研削面を研削する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚みに加工される。
【０００３】
研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削手段とを具備している。この研削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールとを具備している。このような研削装置によってウエーハの裏面である被研削面を研削する場合には、被研削面と反対側の支持面に保護テープを貼着し、この保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削する。
【０００４】
しかるに、保護テープは厚みが均一ではなく、従って被加工物の支持面に貼着された保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削すると、被加工物を均一な厚みに研削することができないという問題がある。また、被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護テープを貼着し、この保護テープ側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削した後、保護テープを被研削面と反対側の支持面から剥離する際に研削されて薄くなったウエーハが損傷する場合がある。
【０００５】
上述した問題を解消するために、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を被覆して固化させることにより保護膜を形成し、この保護膜側をチャックテーブルに保持して被研削面を研削する研削方法が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を被覆する方法としては、回転する被加工物の中心部に液状樹脂を滴下し、この滴下された液状樹脂を遠心力によって外周に向けて移動させるスピンコート法であるため、保護膜の厚みが被加工物の中心から外周に向けて徐々に厚くなっている。このように中心から外周に向けて徐々に厚くなっている保護膜が被覆された被加工物の被研削面を研削すると、中央部が凹状になるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物の被研削面と反対側の支持面に中心から外周に向けて徐々に厚くなるように保護膜を被覆する保護膜被覆機構を備えるとともに、保護膜が被覆された被加工物を均一な厚みに研削することができる研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削面を有する研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに保持された被加工物に対して研削送りする研削送り手段と、を具備する研削装置において、
被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、
該被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された該保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、
該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、
該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該対面状態調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報に基づいて該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配を求め、該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配と該チャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて該対面状態調整手段を制御する、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
【００１０】
上記制御手段は、メモリに記憶された厚み情報に基づいて該保護膜の厚みが厚くなるに従って被加工物の外周縁が中心より先に研削ホイールの研削面に当接するように補正することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による研削装置においては、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、チャックテーブルの円錐状の保持面と研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、厚み計測手段によって計測された保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて対面状態調整手段を制御する制御手段とを具備し、制御手段は厚み計測手段によって計測された保護膜の厚み情報に基づいて保護膜の上面における外周から中心に至る勾配を求め、保護膜の上面における外周から中心に至る勾配とチャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて対面状態調整手段を制御するので、保護膜形成手段によって被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜が中心から外周に向けて徐々に厚くなるように形成されても被加工物の厚みを均一に研削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って構成された研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構の斜視図。
【図３】図２に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブル支持機構の平面図。
【図４】図２に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブルの断面図。
【図５】図１に示す研削装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図６】被加工物としてのウエーハの斜視図。
【図７】図１に示す研削装置に装備される保護膜形成手段によって実施される保護膜形成工程の説明図。
【図８】図１に示す研削装置に装備される厚み計測手段によって実施される厚み計測工程の説明図。
【図９】図８に示す厚み計測工程によって計測されたウエーハの支持面に形成された保護膜の厚みを示す説明図。
【図１０】保護膜が被覆されたウエーハをチャックテーブルの保持面に保持した状態を示す断面図。
【図１１】図１に示す研削装置において実施する対面状態調整工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に従って構成された研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には本発明に従って構成された研削装置の斜視図が示されている。
図１に示す研削装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１５】
研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１６】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための回転駆動手段としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター３２４が設けられている。このマウンター３２４の下面に研削ホイール３２５が装着される。研削ホイール３２５は、環状の基台３２６と該基台３２６の下面に環状に装着された研削砥石３２７とからなっており、環状の基台３２６がマウンター３２４に締結ボルト３２８によって取付けられる。
【００１７】
図１に示す研削装置は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向に移動せしめる研削送り手段４を備えている。この研削送り手段４は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００１８】
図１および図２を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、移動基台５１と、該移動基台５１上にチャックテーブル支持機構５２によって支持されたチャックテーブル５３を含んでいる。移動基台５１は、主部２１の後半部に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に配設されており、後述するチャックテーブル機構移動手段５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４と上記スピンドルユニット３２を構成する研削ホイール３２５の研削砥石３２７と対向する研削域２５との間で移動せしめられる。
【００１９】
チャックテーブル支持機構５２は、チャックテーブル支持板５２１と、該チャックテーブル支持板５２１上に配設されチャックテーブル５３を回転可能に支持する円筒部材５２２と、チャックテーブル支持板５２１を移動基台５１上に支持する支持手段５２３と具備している。支持手段５２３は、図３に示すように３つの支持部５２４a、５２４b、５２４cによって支持する３点支持機構からなっている。第１の支持部５２４aは支点部となっており、第２の支持部５２４bと第３の支持部５２４cは可動部となっている。可動部である第２の支持部５２４bおよび第３の支持部５２４cは、図２に示すように上下位置調節手段５２５および５２６によって支持されている。上下位置調節手段５２５および５２６は、例えばパルスモータと該パルスモータによって作動せしめられるスクリュー機構からなっている。従って、上下位置調節手段５２５および５２６をそれぞれ作動し第２の支持部５２４bおよび第３の支持部５２４cの高さ位置を調節することにより、チャックテーブル５３の姿勢、即ち後述するチャックテーブル５３の保持面と上記研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の下面である研削面との対面状態を調整することができる。従って、上下位置調節手段５２５および５２６を含む支持手段５２３は、チャックテーブル５３の保持面と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する。
【００２０】
次に、チャックテーブル５３について、図４を参照して説明する。
図４に示すチャックテーブル５３は、円柱状のチャックテーブル本体５３１と、該チャックテーブル本体５３１の上面に配設された円形状の吸着保持チャック５３２とからなっている。チャックテーブル本体５３１は、ステンレス鋼等の金属材によって形成されており、上面に円形の嵌合凹部５３１aが形成されており、この嵌合凹部５３１aの底面外周部に環状の載置棚５３１bが設けられている。そして、嵌合凹部５３１aに無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着保持チャック５３２が嵌合される。このようにチャックテーブル本体５３１の嵌合凹部５３１aに嵌合された吸着保持チャック５３２は、上面である保持面５３２aが図４において誇張して示すように回転中心P１を頂点として円錐形に形成されている。この円錐形に形成された保持面５３２aは、その半径をRとし、頂点の高さをHとすると、外周から中心に至る勾配（H/R）が図示の実施形態においては０．０００２に設定されている。なお、図示の実施形態においては、吸着保持チャック５３２の直径が２００mm(半径R：１００mm)、高さHが２０μmに設定されている。このように設定されたチャックテーブル５３の保持面５３２aにおける外周から中心に至る勾配（H/R）は、後述する制御手段のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶される。また、チャックテーブル本体５３１には、嵌合凹部５３１aに連通する連通路５３１cが形成されており、この連通路５３１cが図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着保持チャック５３２の上面である保持面５３２a上に被加工物を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより被加工物は保持面５３２a上に吸引保持される。このように構成されたチャックテーブル５３は、図２に示す円筒部材５２２内に配設されたサーボモータ５４によって回転せしめられる。
【００２１】
図２を参照して説明を続けると、図示の研削装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿ってチャックテーブル５３の上面である保持面と平行に矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル機構移動手段５６を具備している。チャックテーブル機構移動手段５６は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記移動基台５１に設けられたねじ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると移動基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると移動基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図１における被加工物搬入・搬出域２４と研削域２５に選択的に位置付けられる。
【００２２】
図１に基づいて説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記被加工物搬入・搬出域２４に対して一方の側に配設され研削加工前の被加工物および研削加工後の被加工物を収容するカセット１１と、該カセット１１と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され被加工物の中心合わせを行う中心合わせ手段１２と、被加工物搬入・搬出域２４に対して他方の側に配設され研削加工後の被加工物を洗浄するためのスピンナー洗浄手段１３と、カセット１１内に収納された被加工物を中心合わせ手段１２に搬送するとともにスピンナー洗浄手段１３で洗浄された被加工物をカセット１１に搬送する被加工物搬送手段１４と、中心合わせ手段１２上に載置され中心合わせされた被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に搬送する被加工物搬入手段１５と、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に載置されている研削加工後の被加工物をスピンナー洗浄手段１３に搬送する被加工物搬出手段１６を具備している。
【００２３】
図示の実施形態における研削装置は、図１において装置ハウジング２の主部２１の左下部に配設され被加工物の被研削面と反対側の支持面に保護膜を形成する保護膜形成手段７を具備している。この保護膜形成手段７は、被加工物を保持するスピンナーテーブル７１と、該スピンナーテーブル７１を回転駆動する電動モータ７２と、スピンナーテーブル７１に保持された被加工物の支持面に液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段７３と、被加工物の支持面に被覆された樹脂保護膜を固化させるための保護膜固化手段７４とからなっている。スピンナーテーブル７１は、円盤状の基台７１１とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック７１２とからなっており、吸着保持チャック７１２の上面（保持面）に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２４】
液状樹脂供給手段７３は、液状樹脂を収容する液状樹脂収容容器７３１と、該液状樹脂収容容器７３１の下端に接続されたノズル７３２と、液状樹脂収容容器７３１を支持する容器支持部材７３３を具備している。容器支持部材７３３は、電動モータ７３４によって回動せしめられ、液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２をスピンナーテーブル７１に中心軸上の液状樹脂供給位置と、スピンナーテーブル７１から退避する待機位置に位置付ける。
【００２５】
保護膜固化手段７４は、図示の実施形態においては紫外線照射器７４１と、該紫外線照射器７４１を支持する支持ロッド７４２とからなっている。なお、支持ロッド７４２は図示しない回動機構によって矢印で示すように適宜回動せしめられ、紫外線照射器７４１をスピンナーテーブル７１の上方位置である照射位置と、スピンナーテーブル７１から退避する待機位置に位置付けるように構成されている。
【００２６】
図１を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記保護膜形成手段７を構成するスピンナーテーブル７１上において、被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された保護膜の厚みを計測する厚み計測手段８を具備している。厚み計測手段８は、図示の実施形態においては上記保護膜固化手段７４の支持ロッド７４２に紫外線照射器７４１と反対側に突出して装着されている。この厚み計測手段８は、非接触式の厚み計測器からなり、例えば浜松ホトニクス株式会社によって製造販売されている「Optical NanoGauge：形式C11627」を用いることができる。
【００２７】
図示の実施形態における研削装置は、図５に示す制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、厚み計測手段８等から検出信号が入力されるとともに、ハウジング２の前部に配設された入力手段９６から上記液状樹脂供給手段７３の液状樹脂収容容器７３１に収容される液状樹脂の種類等が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記回転スピンドル３２２を回転駆動するための電動モータ３２３、研磨送り手段４のパルスモータ４４、チャックテーブル５３を回転駆動するためのサーボモータ５４、チャックテーブル機構移動手段５６のサーボモータ５６２、保護膜形成手段７を構成するスピンナーテーブル７１を回転駆動する電動モータ７２、液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４、厚み計測手段８、中心合わせ手段１２、スピンナー洗浄手段１３、被加工物搬送手段１４、被加工物搬入手段１５、被加工物搬出手段１６等に制御信号を出力する。
【００２８】
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上述した研削装置によって被加工物としてのウエーハを研削するには、図６に示す研削加工前のウエーハ１０が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置する。なお、図６に示す研削加工前のウエーハ１０は、例えば厚みが７００μmのシリコンウエーハからなり、表面１０ａに複数のストリート１０１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート１０１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス１０２が形成されている。このように形成されたウエーハ１０は、裏面１０bを研削して所定の厚み(例えば、１００μm)に形成される。従って、被加工物としてのウエーハ１０は、裏面１０bが被研削面となり、該被研削面と反対側の表面１０ａが支持面となる。なお、ウエーハ１０は、表面１０ａを上側にしてカセット１１に収容される。
【００２９】
上述したように研削加工前のウエーハ１０が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置し、研削開始スイッチ（図示せず）が投入されると、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動してカセット１１に収容されている研削前のウエーハ１０の裏面１０bをハンド１４１によって吸引保持し、カセット１１から搬出して保護膜形成手段７のスピンナーテーブル７１にウエーハ１０の裏面１０b側（被研削面側）を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル７１上にウエーハ１０を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０は、図７の(a)に示すように被研削面と反対側の支持面である表面１０ａが上側となる。このようにしてスピンナーテーブル７１上にウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して図７の(a)に示すように液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２をスピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０の中心部に位置付け、液状樹脂供給手段７３を作動してノズル７３２から例えば硫酸と過酸化水素水からなる洗浄液によって溶解するレジスト膜等の液状樹脂２００を所定量滴下する。この液状樹脂２００は、加熱または紫外線を照射すると固化する樹脂が用いられる。なお、液状樹脂２００の滴下量は、図示の実施形態においてはウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成される保護膜の厚みが１０μm程度になるように設定されている。このようにして液状樹脂２００を滴下したならば、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して液状樹脂収容容器７３１およびノズル７３２を図１に示す待機位置に位置付ける。次に、制御手段９はスピンナーテーブル７１を図７の(a)において矢印で示す方向に３００〜１０００rpmの回転速度で所定時間（例えば１分間）回転する。この結果、図７の(b)に示すようにウエーハ１０の表面１０aの中央領域に滴下された液状樹脂２００は、遠心力によって外周部まで流動しウエーハ１０の支持面である表面１０ａを被覆し、保護膜２１０を形成する。このようにしてウエーハ１０の支持面である表面１０ａに保護膜２１０を形成したならば、制御手段９は保護膜固化手段７４を作動して紫外線照射器７４１を図７の(b)に示すようにスピンナーテーブル７１上に保持されたウエーハ１０の上方に位置付け、紫外線照射器７４１から紫外線を照射することによりウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０を固化せしめる（保護膜形成工程）。このようにしてウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０は、上述したように中央領域に滴下された液状樹脂２００を遠心力によって外周部まで流動するために、図７の(c)に誇張して示すように表面２１０aが凹状に窪み、厚みが中心から外周に向けて徐々に厚くなっている。
【００３０】
上述したように保護膜形成工程を実施したならば、ウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の外周部と中心の厚みを計測する厚み計測工程を実施する。即ち、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して厚み計測手段８を図８において実線で示すようにウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の外周縁部に位置付ける。このようにして保護膜２１０の外周縁部に位置付けられた厚み計測手段８は、保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)を検出し、厚み信号を制御手段９に送る。また、制御手段９は液状樹脂供給手段７３の電動モータ７３４を作動して厚み計測手段８を図８において２点鎖線で示すようにウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０の中心に位置付ける。このようにして保護膜２１０の中心に位置付けられた厚み計測手段８は、保護膜２１０の中心の厚み(t2)を検出し、厚み信号を制御手段９に送る。制御手段９は、厚み計測手段８から送られた保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)と中心の厚み(t2)情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。そして、制御手段９は、保護膜２１０の外周縁部の厚み(t1)から中心の厚み(t2)を減算して保護膜２１０の表面２１０aにおける凹状の窪みの深さ(D)を求める（D＝t1−t2）。このようにして保護膜２１０の表面２１０aにおける凹状の窪みの深さ(D)を求めたならば、制御手段９は保護膜２１０が被覆されたウエーハ１０の半径（R）と深さ(D)から勾配（D/R）を求め、この勾配（D/R）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。なお、図９にはウエーハ１０の支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０に形成された保護膜２１０の外周縁部および中心部の厚みおよび保護膜２１０の表面２１０aの外周から中心に至る勾配（D/R）が示されている。図９示す実施形態においては、外周縁の厚み(t1)が１０μｍ、保護膜２１０は中心の厚み(t2)が７μｍで、深さDが３μｍとなる。従って、ウエーハ１０の半径（R）を１００mｍとすると、勾配（D/R＝０．００３／１００)は０．００００３となる。
【００３１】
上述したように厚み計測工程を実施したならば、制御手段９はスピンナーテーブル７１によるウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動してスピンナーテーブル７１上に載置されている保護膜形成工程が実施されたウエーハ１０の裏面１０bをハンド１４１によって吸引保持し、更にハンド１４１を１８０度反転することによりウエーハ１０の上下を反転して裏面１０bを上側にした状態で中心合わせ手段１２に搬送する。従って、中心合わせ手段１２に搬送されたウエーハ１０は、被研削面である裏面１０bが上側となる。そして、制御手段９は中心合わせ手段１２を作動して、搬送された研削前のウエーハ１０の中心合わせを行う。次に、制御手段９は被加工物搬送手段１４を作動して、中心合わせ手段１２によって中心合わせされた研削加工前のウエーハ１０の裏面１０bを吸引保持し、上記搬入・搬出領域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に搬送する。このとき、ウエーハ１０は、支持面である表面１０ａに形成された保護膜２１０側がチャックテーブル５３上に載置され、被研削面である裏面１０bが上側となる。このようにして、搬入・搬出領域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上に載置された研削前のウエーハ１０は、図示しない吸引手段が作動することによって図１０に示すようにチャックテーブル５３上に保護膜２１０を介して吸引保持される。このようにしてチャックテーブル５３上に保護膜２１０を介して吸引保持された研削加工前のウエーハ１０は、図示の実施形態においては円錐形状をなしている。即ち、チャックテーブル５３の保持面５３２aの勾配（H/R）が０．０００２で、保護膜２１０の凹状の表面２１０aにおける勾配（D/R）が０．００００３であるため、チャックテーブル５３の保持面５３２a上に保護膜２１０を介して吸引保持された研削前のウエーハ１０の上面である被加工面（裏面１０b）は、図１０に示すように円錐形状をなしている。
【００３２】
チャックテーブル５３上に研削加工前のウエーハ１０を吸引保持したならば、制御手段９はチャックテーブル機構移動手段５６を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、研削域２５に位置付ける。次に、制御手段９はチャックテーブル５３の保持面５３２aに保持されたウエーハ１０の被加工面（裏面１０b）と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施する。この対面状態調整工程は、上記チャックテーブル５３の保持面５３２aの上記勾配（H/R）とウエーハ１０の支持面である表面１０aに被覆された保護膜２１０の上記勾配（D/R）および保護膜２１０の厚みに基づいて、上記チャックテーブル５３の保持面と研削ホイール３２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段５２５および５２６を含む支持手段５２３を作動することによって実施する。チャックテーブル５３の保持面５３２aと研削ホイール３２５を構成する研削砥石３２７の下面である研削面とは基本的に平行になるように位置付けられているので、チャックテーブル５３の保持面５３２aの勾配（H/R）とウエーハ１０の支持面である表面１０aに被覆された保護膜２１０の勾配（D/R）との差分を補正するように対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段５２５および５２６を調整することにより、ウエーハ１０の上面（裏面１０b）と研削砥石３２７の下面である研削面とを平行に位置付ることができる。しかるに、保護膜２１０は研削ホイール３２５の研削面である研削砥石３２７の下面が押圧すると圧縮するため、保護膜２１０の厚みが厚い程圧縮量が増大する。従って、図１１に示すように保護膜２１０の厚みに対応して保護膜２１０の厚みが厚くなるに従ってウエーハ１０の被研削面である上面（裏面１０b）の外周縁が中心より先に研削ホイール３２５の研削面である研削砥石３２７の下面に当接するように上下位置調節手段５２５および５２６を調整して補正する。なお、保護膜２１０の厚みに対応した補正値は、保護膜２１０を形成する樹脂の種類によって圧縮量が異なるため、樹脂の種類と厚みに対応した値を実験的に求め、この実験的に求めた樹脂の種類と厚みに対応した補正値をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶しておく。そして、制御手段９は、上記保護膜形成工程において用いた樹脂の種類と、上記厚み計測工程において計測した保護膜２１０の厚みに基づいて上記対面状態調整工程を実施する。
【００３３】
上述したように対面状態調整工程を実施したならば、制御手段９はウエーハ１０を保持したチャックテーブル５３を矢印５３aで示す方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動し回転スピンドル３２２を回転して研削ホイール３２５を矢印３２５aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、上記研削送り手段４のパルスモータ４４を正転駆動して研削ユニット３を下降即ち前進せしめる。このとき、チャックテーブル５３の中心即ちウエーハの中心を研削ホイール３２５の複数の研削砥石３２７が通過する位置に位置付ける。そして、研削送り手段４のパルスモータ４４を正転駆動して研削ユニット３を下降即ち前進せしめ、研削ホイール３２５の複数の研削砥石３２７をウエーハ１０の裏面（上面）に所定の荷重で押圧する。この結果、ウエーハ１０の裏面（上面）が均一に研削され、ウエーハ１０は均一な厚みに研削される（研削工程）。
【００３４】
上記のようにして研削工程を実施したならば、制御手段９は研削送り手段４のパルスモータ４４を逆転駆動してスピンドルユニット３２を所定位置まで上昇させるとともにサーボモータ３２３の回転を停止して研削ホイール３２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル５３の回転を停止する。
【００３５】
次に、制御手段９は図２に示すチャックテーブル機構移動手段５６を作動してチャックテーブル５３を矢印２３ｂで示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域２４（図１参照）に位置付ける。このようにしてチャックテーブル５３を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けたならば、制御手段９はチャックテーブル５３によるウエーハ１０の吸引保持を解除し、ウエーハ搬出手段１７を作動して研削加工が実施されたウエーハ１０をチャックテーブル５３から搬出してスピンナー洗浄手段１３に搬送する。
【００３６】
上述したように被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５３上から搬出されスピンナー洗浄手段１３に搬送されたウエーハ１０は、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１４よってカセット１１の所定位置に収納される。
【００３７】
上述したようにカセット１１の所定位置に収納されウエーハ１０は保護膜除去工程に搬送され、表面１０aに被覆された保護膜２１０が例えば硫酸と過酸化水素水からなる洗浄液によって除去される。なお、保護膜除去手段を上述した研削装置の例えば被加工物搬入・搬出域２４とスピンナー洗浄手段１３の間に配設してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２５：研削ホイール
３２７：研削砥石
４：研削送り手段
５：チャックテーブル機構
５２：チャックテーブル支持機構
５２５、５２６：上下位置調節手段
５３： チャックテーブル
５３１：チャックテーブル本体
５３２：吸着保持チャック
５３２a：保持面
５６：チャックテーブル機構移動手段
１１：カセット
１２：中心合わせ手段
１３：スピンナー洗浄手段
１４：被加工物搬送手段
１５：被加工物搬入手段
１６：被加工物搬出手段
７：保護膜形成手段
７１：スピンナーテーブル
７３：液状樹脂供給手段
７３１：液状樹脂収容容器
７３２：ノズル
７４：保護膜固化手段
７４１：紫外線照射器
８：厚み計測手段
９：制御手段
１０：ウエーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削面を有する研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに保持された被加工物に対して研削送りする研削送り手段と、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、を具備する研削装置において、
該被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された該保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、
該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、
該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該対面状態調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報に基づいて該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配を求め、該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配と該チャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて該対面状態調整手段を制御する、
ことを特徴とする研削装置。
【請求項２】
該制御手段は、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該保護膜の厚みが厚くなるに従って被加工物の外周縁が中心より先に研削ホイールの研削面に当接するように補正する、請求項１記載の研削装置。
【請求項１】
被加工物を保持する円錐状の保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削面を有する研削ホイールを備えた研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに保持された被加工物に対して研削送りする研削送り手段と、被加工物の被研削面と反対側の支持面に液状樹脂を滴下し被加工物を回転させることによる遠心力によって支持面に保護膜を被覆する保護膜形成手段と、を具備する研削装置において、
該被加工物の被研削面と反対側の支持面に被覆された該保護膜の厚みを計測する厚み計測手段と、
該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段と、
該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該対面状態調整手段を制御する制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該厚み計測手段によって計測された該保護膜の厚み情報に基づいて該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配を求め、該保護膜の表面における外周から中心に至る勾配と該チャックテーブルの円錐状の保持面における外周から中心に至る勾配に基づいて該対面状態調整手段を制御する、
ことを特徴とする研削装置。
【請求項２】
該制御手段は、該メモリに記憶された厚み情報に基づいて該保護膜の厚みが厚くなるに従って被加工物の外周縁が中心より先に研削ホイールの研削面に当接するように補正する、請求項１記載の研削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６１８４８（Ｐ２０１２−１６１８４８Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１７５２（Ｐ２０１１−２１７５２）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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